Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm thiêu kết (nd, Dy)-Fe-B có lực kháng từ cao, qui mô bán công nghiệp, ứng dụng trong môtơ và máy phát điện
Cập nhật vào: Thứ năm - 04/05/2023 00:06
Cỡ chữ
Ở Việt Nam, vật liệu từ Nd-Fe-B đã được các phòng thí nghiệm quan tâm nghiên cứu khá nhiều về cả cơ bản cũng như ứng dụng. Các nhóm nghiên cứu về vật liệu này chủ yếu là ở Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Khoa học vật liệu và một số cơ sở của Bộ quốc phòng. Các nghiên cứu trước đây về nam châm đất hiếm thiêu kết đã chế tạo được nam châm có lực kháng từ Hc < 15 kOe, tích năng lượng cực đại (BH)max > 40 MGOe. Tuy nhiên, các kết quả mới chỉ ở trong khuôn khổ phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu của chủ nhiệm đề tài đã bước đầu thử nghiệm pha tạp các nguyên tố khác (Dy, Cu, Al…) ở kích thước nanomet vào biên hạt và đã thấy hiệu ứng tăng cường lực kháng từ khá mạnh cho nam châm. Việc chế tạo kim loại đất hiếm tại Việt Nam được bắt đầu điều tra thăm dò và khai thác sử dụng từ năm 1957 nhưng chủ yếu ở mức độ nhỏ lẻ. Sau đó, đã có một số đề tài nghiên cứu điều chế hỗn hợp kim loại đất hiếm bằng phương pháp điện phân nóng chảy từ muối clorua lantan, đã thu được kim loại với số lượng nhỏ, nhưng sau đó đề tài cũng dừng lại ở qui mô phòng thí nghiệm.
Năm 2015, Viện Công nghệ xạ hiếm triển khai điện phân Nd và Pr bằng phương pháp điện phân muối florua nóng chảy trong khuôn khổ của đề tài “Nghiên cứu công nghệ điều chế một số sản phẩm đất hiếm độ sạch cao từ nguồn khoáng đất hiếm Việt Nam”. Các nghiên cứu này đã điều chế Nd và Pr kim loại. Đề tài này làm cơ sở để nhóm nghiên cứu của GS. TS. Nguyễn Huy Dân tại Viện Khoa học Vật liệu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm thiêu kết (nd, Dy)-Fe-B có lực kháng từ cao, qui mô bán công nghiệp, ứng dụng trong môtơ và máy phát điện” từ năm 2018 đến năm 2020.
Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu: làm chủ công nghệ chế tạo kim loại đất hiếm từ sản phẩm ôxit đất hiếm đã được nghiên cứu ở trong nước, thử nghiệm chế tạo nam châm thiêu kết (Nd, Dy)-Fe-B từ nguồn nguyên liệu Việt Nam, nhằm đảm bảo an ninh về nguyên vật liệu thiết yếu; xây dựng được qui trình công nghệ qui mô bán công nghiệp (15 - 40 kg/mẻ), để chế tạo nam châm thiêu kết (Nd, Dy)-Fe-B có lực kháng từ cao; sản xuất được nam châm thiêu kết (Nd, Dy)-Fe-B đáp ứng được yêu cầu ứng dụng trong các động cơ, máy phát điện và thử nghiệm ứng dụng trong thực tế; và có doanh nghiệp đầu tư kinh phí, phối hợp tham gia nghiên cứu, thử nghiệm ứng dụng sản xuất được nam châm thiêu kết (Nd, Dy)-Fe-B đáp ứng được yêu cầu ứng dụng trong các động cơ, máy phát điện và thử nghiệm ứng dụng trong thực tế.
Sau hai năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả như sau:
- Đã xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo kim loại đất hiếm Nd có độ tinh khiết > 99% từ sản phẩm ôxit đất hiếm Nd2O3.
- Đã xây dựng được quy trình công nghệ để chế tạo được nam châm thiêu kết (Nd, Dy)-Fe-B qui mô bán công nghiệp có lực kháng từ Hc > 25 kOe, (BH)max > 30 MGOe. Thông số thu được của nam châm có thể ứng dụng được trong mô tơ và máy phát điện.
- Đã thử nghiệm ứng dụng các nam châm chế tạo được trong xe máy điện và máy phát điện gió. Kết quả cho thấy hiệu xuất của các thiết bị sử dụng nam cham chế tạo được cao hơn so với thiết bị sử dụng nam châm thương mại.
Đề tài này làm cơ sở nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện sản phẩm Nd kim loại có độ tinh khiết cao hơn phục vụ cho nghiên cứu chế tạo hợp kim nam châm thiêu kết Nd-Fe-B.
Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18314/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
N.P.D (NASATI)